自中国同盟会成立以来，革命党人发动的武装起义，多依赖会党，成效不大。孙中山等人遂决定转为策动新军反清。

宣统元年（1909）10月，同盟会南方支部成立，由胡汉民任支部长，策划广州新军起义。黄兴亦抵达香港。同盟会会员、新军标统赵声因受到粤督袁树勋怀疑被革职，悄悄抵达香港。黄、胡、赵三人于是筹划一切，并委派倪映典在广州发动新军起义。

广东经过军制改革，至宣统元年（1909）编成1协（旅）3标（团），步队7营，炮队2营，工程、辎重各1营，共11营约6000人。协司令部及第1标、炮、工、辎重营驻广州燕塘，第2、3标（共4营）驻北较场。部分新军是从皖北招募而来的，同盟会会员、新军炮兵排长倪映典也是安徽人。

倪映典接受任务后，领取了一批宣传小册子，在豪贤街天官里寄园巷5号设立总机关，在雅荷塘67号、高第街宜安里等处设立分机关，以联络同志。他还利用节假日组织新军士兵郊游，进行演说，发动士兵。至宣统元年（1909）冬，已发动士兵及初级军官达3000余人，占广东新军总数一半以上。在新军中还建立了革命组织，营、队（连）有代表。同时，还在广州附近几个县内联络民军。

南方支部决定宣统二年正月十五日（1910年2月24日）发动广州起义，以赵声、倪映典分任正副总指挥，拟在起义成功后，由倪映典、黄兴分别率领新军进攻江西、湖南，赵声留守广州，胡汉民掌理民政。

但是，2月9日（阴历除夕），二标士兵在城内因印名片事与店东口角，警察介入，引起冲突。10日，二、三标士兵数百人愤而入城捣毁警察署。粤督袁树勋与水师提督李准布置镇压，先后将各标士兵枪械收卸、子弹收缴，且传令13日阅兵。各营士兵因之鼓噪。当新军滋事时，倪映典赴香港报告，建议改为15日（初六）起事。决议通过，即通知各部准备。倪于11日晚离港，12日晨抵岸，始知形势大变，李准部已布防燕塘至省城间的牛王庙。倪到谘议局取手枪，突入新军营垒，枪毙了营管带齐汝汉，集众起义。起义士兵推倪为司令，进攻广州。

为防备起义军进城，李准及其所部统领吴宗禹、管带李景濂等，率防兵二千人，布于牛王庙、猫儿冈、三望冈一带。在东门之茶亭附近，起义军与李准所部发生战斗。李景濂（此时已被李准擢为水陆缉捕处帮统）曾向倪映典表示支持革命，此次在牛王庙教会山与倪映典交战时，嘱管带、安徽人童常林、唐维炯带话给倪，请其入营磋商条件；话不投机，倪退出，李准立即下令将其乱枪击死，并进攻新军，新军大败。此役起义军战死者百余人，黄洪昆等七人被捕牺牲。清水濠等处机关被破坏。13日，清军仍向石牌、东圃、白云山一带追击，复有多人被捕，余众解散。

经此失败，新军大部分被遣散，仅存4个营（第二标3个营，第三标1个营）。是年7月，重新招募整编新军，陆续编成7个营，共11营，恢复混成协建制，以蒋尊簋任协统。协司令部仍驻燕塘，全协约6300人。